Ce este tehnologia imagistică multispectrală
Cuvânt înainte.
Imagistica multispectrală este o metodă pentru obținerea și analizarea imaginilor datelor din diferite benzi spectrale. Imaginile color și imaginile multispectrale pot capta informații pe un spectru larg, inclusiv benzi vizibile Aceste benzi diferite corespund diferitelor intervale de lungime de undă și lungimi de undă. Materialele reflectă, absorb sau transmit lumină în moduri diferite.
Camerele multispectrale folosesc mai mulți senzori optici sau filtre pentru a separa și capta lumina de lungimi de undă diferite. Capturați simultan imagini ale fiecărei benzi de lungime de undă, ceea ce îl face un dispozitiv de cameră care captează informații spectrale în diferite lungimi de undă. Acest lucru este diferit de camerele RGB obișnuite, care pot capta doar imagini în banda de lumină vizibilă, în timp ce camerele multispectrale o cameră poate capta un spectru larg, incluzând de obicei benzi vizibile de lumină, infraroșu și ultraviolete. Camerele multispectrale oferă informații mai bogate decât camerele obișnuite RGB, ceea ce le face deosebit de potrivite pentru multe regiuni de aplicații, inclusiv clasificarea produselor agricole, inspecția agricolă, siguranța alimentelor, monitorizarea mediului etc.
Dezvoltarea camerelor multispectrale
În anii 1960, a apărut o nouă tehnologie de detectare, și anume tehnologia imagistică multispectrală. Furnizând simultan informații despre ținte în diferite benzi spectrale și combinând tehnologia imagistică cu tehnologia spectroscopică. Prin proiectarea sistemului optic.
Camerele de film aeriene obișnuite care pot fi utilizate în curând își pot imagina doar o bandă spectrală unică specifică, dar nu pot fi transportate. Informații țintă. Camera multispectrală dezvoltată poate efectua imagini multispectrale și multispectrale. Această metodă se bazează în principal pe efectul de filtrare al filtrului curelei. Prin combinarea filtrelor, informațiile sunt filtrate de aceleași ținte în benzi de frecvență diferite pot fi primite în același timp, obținând imagini pe o gamă spectrală largă. Camerele multispectrale pot fi împărțite în structura de separare a prismelor, structura roții de filtrare și structura de separare a roților de filtrare metode de divizare diferențiată.
Clasificarea camerelor multispectrale
Spectrul prismei
Camerele multispectrale spectrale prisme includ de obicei un sistem optic de intrare care ghidează luminile de accident, poate include lentile sau alte componente optice pentru a concentra lumina asupra prismei. Splitter -ul cu fascicul de prismă este componenta de bază. O cameră este utilizată pentru a dispersa lumina accidentelor în spectre de diferite lungimi de undă. De obicei, o cameră folosește una sau mai multe prisme, fiecare corespunzând unei benzi de lungime de undă. Mai multe prisme pot fi conectate în serie pentru a dispersa mai multe benzi de lungime de undă. Prin separarea luminii diferitelor lungimi de undă printr -o prismă, lumina separată intră în regiuni diferite. Imagini multi -spectrale pot fi utilizate pentru eșantionare.
Imagistica multispectrală este o metodă pentru obținerea și analizarea imaginilor datelor din diferite benzi spectrale. Imaginile color și imaginile multispectrale pot capta informații pe un spectru larg, inclusiv benzi vizibile Aceste benzi diferite corespund diferitelor intervale de lungime de undă și lungimi de undă. Materialele reflectă, absorb sau transmit lumină în moduri diferite.
Camerele multispectrale folosesc mai mulți senzori optici sau filtre pentru a separa și capta lumina de lungimi de undă diferite. Capturați simultan imagini ale fiecărei benzi de lungime de undă, ceea ce îl face un dispozitiv de cameră care captează informații spectrale în diferite lungimi de undă. Acest lucru este diferit de camerele RGB obișnuite, care pot capta doar imagini în banda de lumină vizibilă, în timp ce camerele multispectrale o cameră poate capta un spectru larg, incluzând de obicei benzi vizibile de lumină, infraroșu și ultraviolete. Camerele multispectrale oferă informații mai bogate decât camerele obișnuite RGB, ceea ce le face deosebit de potrivite pentru multe regiuni de aplicații, inclusiv clasificarea produselor agricole, inspecția agricolă, siguranța alimentelor, monitorizarea mediului etc.
Dezvoltarea camerelor multispectrale
În anii 1960, a apărut o nouă tehnologie de detectare, și anume tehnologia imagistică multispectrală. Furnizând simultan informații despre ținte în diferite benzi spectrale și combinând tehnologia imagistică cu tehnologia spectroscopică. Prin proiectarea sistemului optic.
Camerele de film aeriene obișnuite care pot fi utilizate în curând își pot imagina doar o bandă spectrală unică specifică, dar nu pot fi transportate. Informații țintă. Camera multispectrală dezvoltată poate efectua imagini multispectrale și multispectrale. Această metodă se bazează în principal pe efectul de filtrare al filtrului curelei. Prin combinarea filtrelor, informațiile sunt filtrate de aceleași ținte în benzi de frecvență diferite pot fi primite în același timp, obținând imagini pe o gamă spectrală largă. Camerele multispectrale pot fi împărțite în structura de separare a prismelor, structura roții de filtrare și structura de separare a roților de filtrare metode de divizare diferențiată.
Clasificarea camerelor multispectrale
Spectrul prismei
Camerele multispectrale spectrale prisme includ de obicei un sistem optic de intrare care ghidează luminile de accident, poate include lentile sau alte componente optice pentru a concentra lumina asupra prismei. Splitter -ul cu fascicul de prismă este componenta de bază. O cameră este utilizată pentru a dispersa lumina accidentelor în spectre de diferite lungimi de undă. De obicei, o cameră folosește una sau mai multe prisme, fiecare corespunzând unei benzi de lungime de undă. Mai multe prisme pot fi conectate în serie pentru a dispersa mai multe benzi de lungime de undă. Prin separarea luminii diferitelor lungimi de undă printr -o prismă, lumina separată intră în regiuni diferite. Imagini multi -spectrale pot fi utilizate pentru eșantionare.
Avantaje:
Rata de cadru ridicată: foarte importantă pentru aplicațiile cu rezoluție de temperatură ridicată, cum ar fi monitorizarea proceselor dinamice
Rezoluție completă: capabil să capteze toate benzile într -un interval continuu de lungime de undă
Fără pierdere: lucrează pe baza principiilor reflecției și dispersiei, fără a reduce intensitatea luminii
Dezavantaje:
Cost ridicat: costul ajustării componentelor optice și căilor optice este foarte mare.
Dimensiuni mari: camerele multispectrale bazate pe prismă necesită de obicei prisme de dimensiuni mari și componente optice pentru fabricarea camerei prea mari
Tehnologia roților de filtrare
Utilizați rotația filtrului pentru a obține imagini spectrale cu mai multe canale. Aceste filtre sunt localizate de obicei în această roată de filtru acceptă de obicei 8-12 benzi de frecvență, fiecare corespunzând unui interval spectral diferit. Unul dintre avantaje este că reflectarea spectrală a fiecărui pixel poate fi determinată prin procesarea imaginilor multispectrale, fiecare bandă de frecvență are o rezoluție spațială completă, permițând în același timp filtre personalizate și înlocuiți în funcție de cerințele specifice ale aplicației. Cu toate acestea, camera trebuie să se comută continuu între diferite benzi de frecvență, iar viteza imaginii este foarte lentă. Prin urmare, este potrivit doar pentru fotografierea țintelor fixe.
Rata de cadru ridicată: foarte importantă pentru aplicațiile cu rezoluție de temperatură ridicată, cum ar fi monitorizarea proceselor dinamice
Rezoluție completă: capabil să capteze toate benzile într -un interval continuu de lungime de undă
Fără pierdere: lucrează pe baza principiilor reflecției și dispersiei, fără a reduce intensitatea luminii
Dezavantaje:
Cost ridicat: costul ajustării componentelor optice și căilor optice este foarte mare.
Dimensiuni mari: camerele multispectrale bazate pe prismă necesită de obicei prisme de dimensiuni mari și componente optice pentru fabricarea camerei prea mari
Tehnologia roților de filtrare
Utilizați rotația filtrului pentru a obține imagini spectrale cu mai multe canale. Aceste filtre sunt localizate de obicei în această roată de filtru acceptă de obicei 8-12 benzi de frecvență, fiecare corespunzând unui interval spectral diferit. Unul dintre avantaje este că reflectarea spectrală a fiecărui pixel poate fi determinată prin procesarea imaginilor multispectrale, fiecare bandă de frecvență are o rezoluție spațială completă, permițând în același timp filtre personalizate și înlocuiți în funcție de cerințele specifice ale aplicației. Cu toate acestea, camera trebuie să se comută continuu între diferite benzi de frecvență, iar viteza imaginii este foarte lentă. Prin urmare, este potrivit doar pentru fotografierea țintelor fixe.
Tablou de filtrare
O cameră multispectrală bazată pe un tablou de filtrare poate obține imagini multispectrale într -o singură fotografie, fără a crește dimensiunea sau costul. De obicei, pot suporta mai multe canale de lumină vizibile, infraroșu aproape în infraroșu și cu undă scurtă. Aplicat la agricultură, monitorizarea mediului, teledetecție și imagini prin satelit. Numărul de filtre de pe tabloul de filtru este limitat.
Tehnologia camerei multispectrale
Viziunea umană este tricoloră, ceea ce înseamnă că fiecare culoare este un produs al semnalelor generate de trei tipuri de receptori de lumină. Celulele sunt localizate pe retina noastră, care este o funcție care ne limitează câmpul vizual la un spațiu tridimensional de culoare. Ca un telefon mobil, vă permite să vă extindeți câmpul vizual într-un spațiu de culoare de înaltă dimensiune și să contemplați toate spațiile ascunse. O modalitate de a realiza acest lucru este de a utiliza imagini multispectrale. Acest cub conține o mulțime de informații. Întrebarea despre analiza spectrală a fiecărui obiect este: cum obținem această imagine cu bandă îngustă?
Când lumina trece prin mai multe suprafețe cu acoperiri anti -reflectorizante, aceasta va reflecta și va interfera în golurile separate. Aceste suprafețe au ca rezultat spectre de transmisie a benzii înguste ale structurii. În acest filtru, spectrul de transmisie se va schimba. Vârful de transmisie se va trece la intervalul infraroșu.
O cameră multispectrală bazată pe un tablou de filtrare poate obține imagini multispectrale într -o singură fotografie, fără a crește dimensiunea sau costul. De obicei, pot suporta mai multe canale de lumină vizibile, infraroșu aproape în infraroșu și cu undă scurtă. Aplicat la agricultură, monitorizarea mediului, teledetecție și imagini prin satelit. Numărul de filtre de pe tabloul de filtru este limitat.
Tehnologia camerei multispectrale
Viziunea umană este tricoloră, ceea ce înseamnă că fiecare culoare este un produs al semnalelor generate de trei tipuri de receptori de lumină. Celulele sunt localizate pe retina noastră, care este o funcție care ne limitează câmpul vizual la un spațiu tridimensional de culoare. Ca un telefon mobil, vă permite să vă extindeți câmpul vizual într-un spațiu de culoare de înaltă dimensiune și să contemplați toate spațiile ascunse. O modalitate de a realiza acest lucru este de a utiliza imagini multispectrale. Acest cub conține o mulțime de informații. Întrebarea despre analiza spectrală a fiecărui obiect este: cum obținem această imagine cu bandă îngustă?
Când lumina trece prin mai multe suprafețe cu acoperiri anti -reflectorizante, aceasta va reflecta și va interfera în golurile separate. Aceste suprafețe au ca rezultat spectre de transmisie a benzii înguste ale structurii. În acest filtru, spectrul de transmisie se va schimba. Vârful de transmisie se va trece la intervalul infraroșu.
Încă din 1987, Melonson a implementat acest principiu folosind dispozitive MEMS. Cu toate acestea, filtrele actuale Fabry Perot bazate pe MEMS sunt gama lor reglabilă este foarte limitată și pot reduce doar prima și a treia lacune. În al treilea rând, fenomenul de tragere va fi ocupat. Imaginile multispectrale necesită filtre foarte largi care pot regla gama și tracțiunea. Acest fenomen poate fi evitat prin simpla decuplare a dispozitivelor optice și MEMS.
În acest design, avem o oglindă mobilă cu un set de electrozi externi. Imaginea de mai jos este o imagine fizică a filtrului reglabil. Are doar 1,05 mm grosime și este format din trei napolitane. În acest concept, atunci când aplicăm o tensiune de conducere, decalajul optic nu mai scade, dar crește, iar acest design poate realiza expansiunea decalajului de 6 ori.
Această cameră multispectrală compatibilă de jos în sus pentru telefoanele mobile a fost utilizată pe scară largă în inspecție agricolă, conducere autonomă, automatizare industrială, recunoaștere facială, medicamente etc. Prin testare, poate funcționa normal într-o gamă largă de temperatură și presiune, depășind cu mult cu mult Standarde de toleranță ale telefoanelor mobile.
